Развязка варикапа в ГУНе в петле ФАПЧ Опции

[Zandy]

Вопрос приобрел актуальность после того, как занялся минимизацией фазовых шумов синтезатора частоты. Проблема в следующем. Для получения максимальной крутизны частотной перестройки и перекрытия необходимого диапазона частот, варикапы в ГУН полностью включены в контур. Регулирующее напряжение после петлевого фильтра подается в цепь варикапов через постоянный резистор 10 - 20 кОм для развязки по ВЧ. Было замечено, что фазовые шумы сильно зависят от номинала этого резистора. Чем больше сопротивление, тем больше шумы. Вот тут я немного не понимаю. Почему это так? Что, к регулирующему напряжению прибавляются шумы резистора? Но как это может быть, если резистор включен последовательно с закрытым переходом варикапа, ток через него практически не течет, напряжение на нем не падает. Каким образом могут влиять его шумы?

Ладно, хорошо, принял это явление, как факт. Идем дальше. Подумал, что надо поставить малошумящий резистор. У меня стоит обычный толстопленочный типоразмера 0603. Шумы на такие резисторы не нормируются, начал искать тонкопленочные типоразмера 0603 или 0805. Оказалось, что такие резисторы бывают только прецизионные и найти их в наличии в наших конторах невозможно, в связи с малой востребованностью. Облом!

Хорошо, раз нельзя применить малошумящий резистор, начал минимизировать его номинал При достаточно малом сопротивлении происходит шунтирование варикапов и снижение добротности контура со всеми вытекающими последствиями. Опять засада!

Иду дальше. Ну, думаю, поставлю вместо резистора большую развязывающую индуктивность и проблема решена! Начал подбирать индуктивность. Обнаружилось, что SMD индуктивности больших номиналов работают только на низких частотах. Что будет представлять собой их импеданс на частоте 1ГГц непонятно. Не загробит ли такая индуктивность добротность моего контура?

Вот так и не знаю, как разрешить проблему. Конечно, можно обойтись вообще без резистора и индуктивности, если использовать один варикап в ГУНе. Одним концом подсоединить его в контур, другой конец через емкость на землю. Напряжение подавать в точку соединения варикапа с емкостью. Емкость в данном случае будет емкостью последнего звена петлевого вильтра. Но в моем случае такой вариант не проходит, т. к. использую встречно - последовательное включение варикапов. С одним варикапом не хватает диапазона перестройки.

Что делать?

[khach]

Обычно номинал варикапного резистора находиться в диапазоне 15-30 ком. Видел схему с индуктивностью (5мкГ) но там схема была достаточно высокочастотная (несколько ГГц). Резонанс паразитного LC должен быть далеко и от рабочей частоты VCO, и от полосы пропускания петлевого фильтра. и все равно последовательно резистор включали на несколько килоом.
Решением может быть применение активного петлевого фильтра на малошумящем ОУ- фазовые шумы меньше получаются.
Ну и нельзя включать варикапы в контур полностью- у них добротность по диапазону перестройки меняется, и других нехороших эффектов много. Лучше уж включить частично и разбить на поддиапазоны.

[Zandy]

Обычно номинал варикапного резистора находиться в диапазоне 15-30 ком. Видел схему с индуктивностью (5мкГ) но там схема была достаточно высокочастотная (несколько ГГц). Резонанс паразитного LC должен быть далеко и от рабочей частоты VCO, и от полосы пропускания петлевого фильтра. и все равно последовательно резистор включали на несколько килоом.
Решением может быть применение активного петлевого фильтра на малошумящем ОУ- фазовые шумы меньше получаются.
Ну и нельзя включать варикапы в контур полностью- у них добротность по диапазону перестройки меняется, и других нехороших эффектов много. Лучше уж включить частично и разбить на поддиапазоны.

Что значит обычно? 15 - 30 кОм шумят дай бог!
Для кого-то это приемлемо, для меня нет.

По поводу 5 мкГн. А вы можете сказать, каков ее импеданс на 1 ГГц?

По поводу резонанса, на этих частотах, я думаю ни о каком резонансе не может быть и речи.

По поводу активного фильтра вообще не понятно. Причем здесь активный или пассивный фильтр? У меня в фильтре только один последовательный резистор и тот 1кОм. Тут уж никуда не деться.

Варикапы включены полностью для повышения крутизны ГУНа. У меня нет 28В - питания. Всего лишь 3В.

Сейчас я хочу конкретизировать вопрос, дабы не распыляться в ответах на побочные вещи. Как развязать варикапы от управляющего напряжения? Индуктивность? Какой тип? И еще. Все-таки хотелось бы знать, насколько реальные шумы толстопленочных резисторов (0603, 0805) отличаются от тепловых шумов такого же сопротивления? Что-то мне кажется, что реальные резисторы жутко шумят. Ставил для эксперимента советские С2-29. Фазовые шумы были много меньше. К сожалению, конструкция не позволяет применить такие крупногабаритные детали.

[khach]

По поводу 5 мкГн. А вы можете сказать, каков ее импеданс на 1 ГГц?

По поводу резонанса, на этих частотах, я думаю ни о каком резонансе не может быть и речи.

По поводу активного фильтра вообще не понятно. Причем здесь активный или пассивный фильтр? У меня в фильтре только один последовательный резистор и тот 1кОм. Тут уж никуда не деться.

Варикапы включены полностью для повышения крутизны ГУНа. У меня нет 28В - питания. Всего лишь 3В.

Единственное, что могу сказать про ту катушку- импеданс на 1ГГц у нее еще индуктивный. Это была однослойная катушка 0805 на керамике. Она стояла в готовом приборе, и производитель катушки неизвестен.
Активный фильтр полезен тем, что гарантировано отсекает ВЧ составляющую после фазового детектора просто в силу того, что операционник используется НЧ и частота сравнения находится вне его полосы. Такая схема позволяет радикально бороться со спурами от частоты сравнения ФД.

3 Вольта- маловато будет, те более, что меньше 0.5- 1В на варикап лучше неподавать. Хотяб-ы вольт 5-10 желательно. Если бюджет заедает, использовали в качестве повышающего обычный драйвер RS232. От него и опреационник питали.

Проверять шумы VCO с полностью отключенным варикапом не еть хорошо. Лучше взять батарейку с многооборотным проволочным резистором и выставить напряжение на середину диапазона.
И сам VCO запитать от второй батарейки. Померять спектр в трех точках по частоте и принять его за наилучше достижимый для данной конструкции. Потом замкнуть петлю и посмотреть, что со спектром стало.
Резисторы неприцизионные шумят от протекания тока. А какой ток на варикап? Обычно шума не более чем раза в 2 больше от теоретического, привысить эту величину можно только на очент плохих переменных резисторах. Ну возьмите голубые однопроцентные на пробу (хинт- выпаивать из старых винчестеров WD).